JPS6363755A - 粉体塗料用カ−ボンブラツクの表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野］ 本光明は粉体塗料に適するカーボンブラックの表面処理
方法に関するものである。 （従来の技術］ カーボンブラックは着色力が大きく、熱・光安定性が良
好なことから粉体塗料の顔料として一般に使用されてき
た。

【発明が解決しようとする間′ＪｆＵ魚’Ｊ一般に市販されているカーボンブラックｔよ粉体塗料の顔料として使用すると、分散性が悪く、塗装後焼付けて塗膜にすると分散不良によりブツ。 鮮映性不良など塗膜の外観不良、色分れ、耐蝕性や耐候性の低下等が見られる。 また、市販のカーボンブラックは粉体塗料に使用される成分例えば、樹脂、ＩＰ！化剤、カーボンブラック以外の顔料等と帯電特性が異なるため、粉体塗料の静電塗装時に粉末の帯電が不均一になり、静電塗装機により塗装する時、粉末のパターンが一定でなくなる。このため焼付けにより均一な色調で均一な膜厚のｍｓが得られないという欠点がある。 ！問題点を解決するための手段】

本発明者らは、このような欠点のない勿体塗Ｈに適した
カーボンブラックを冑るべく鋭意研究した結末、カーボ
ンブラックの表面に特殊な表面処理を施すことによって
粉体塗料に適することを見い出し本発明を完成するに至
ったものである。 即ち、本ブで明はカーボンブラックの表面を無定形シリ
カで被覆することを特徴とするカーボンブラックの表面
処理方法に関するものであって、より具体的には水性媒
質中でカーボンブラック粒子をスラリー化し、ｐＨ６以
上においてけい酸ナトリウム水溶液から該粒子上に無定
形シリカを沈積させることを特徴とする。 無定形シリカの沈積は、カーボンブラックを分散した水
性アルカリ媒質中に俊述するような活性シリカ水溶液を
導入し、粒子の表面にシリカを沈積させ濃密な無定形シ
リカの被覆を形成させることによって行うことができる
。このような処理を行うことによって粉体塗料用として
適当なシリカ被覆カーボンブラックを製造することがで
き、この皮膜の存在によりカーボンブラックの性質は格
段に改良される。 本発明の表面処理を大筋することのできる代表的なカー
ボンブラックには第１表に示すようなものがある。 以下余白 第１表 カーボンブラックの粒子表面に沈積するシリカ源として
は日本工業規格に１４０８に規定さ机たけい酸ナトリウ
ムの１号・２号・３号が選ばれる。 本発明においてカーボンブラック粒子上に効果的なシリ
カ皮膜を冑るにはシリカ形成成分をカーボンブラックの
水スラリーに添加する際スラリーのｐＨを少なくとも６
．０以上、好ましくは１０．０〜１１．０にしなければ
ならない。また温度は１０℃以上が好ましい。ｐＨを６
．０以下にしたり温度が低いとシリカが多孔質ゲル状構
造に析出する傾向が大となる。 ｐＨの調節に用いることのできるアルカリとしては水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム等
、広範囲のアルカリが使用でき、酸としては硫酸、硝酸
、塩酸、酢酸等、有機酸を含めた広範囲の酸が使用でき
る。 次にＩ　Ｂ法の概略について述べる。 まずカーボンブラックの粉体を、ａ　１．ｌＪ状の容易
に撹拌することができる原７１スラリーを得るのに適当
な充分な吊の水の中へＪ、く分＠させる。有利な原料ス
ラリーはカーボンブラック約５巾示％と水約９５重示％
とを含むようにすると適当であるがこれに限られるわけ
ではない。 カーボンブラックを分散してなる原料スラリーを７０℃
以上好ましくは８５〜９５℃に加熱し、アルカリにより
ｐＨを６ＪＸ上とする。別の容器にカーボンブラックに
対して沈積させるシリカ示に相当するけ（１酸ナトリウ
ム溶液とそれを丁度中和するに必要な酸溶液を調整して
おく。 けい酸ナトリウム溶液は、被覆処理しようとするカーボ
ンブラック　１００重量部に対し１〜１００重吊部、好
ましくは１０〜５０重示部に当る５ｉ０２を含み、その
濃度は５１０２として約５巾示％溶液とすると適当であ
る。 酸溶液はけい酸ナトリウム溶液を中和プるに足る酸を含
み、濃度はけい酸ナトリウム溶液と同量に希釈するのが
都合がよい。 アルカリ溶液によってｐ＋１が１０，０〜１１．０に規
制されたカーボンブラックを分散してなる原料スラリー
に、けい酸ナトリウム溶液と酸溶液を同時に均等に滴下
する。滴下中、ｐＨは１０．０〜１１．０を保つ。 その補正用として別個に酸、アルカリ溶液を用意してお
く。 滴下中湿度は７０℃以上、通常８５〜９５℃を維持し、
滴下の時間は沈積させようとするけい酸の吊によって異
なり、カーボンブラック仝重巾に対しけい酸３中吊％の
吊を約１時間の割合とする。 けい酸ナトリウム溶液と酸溶液の滴下の方法には前述の
均等同時滴下の方法以外に交互に滴下する方法もある。 この場合でもスラリーのｐｌ＋は常に６．０以上を保た
ねばならないし、滴下の総時間は同時滴下と同一とする
。 滴下終了復、滴下詩のｐＨを保って攪拌を続（プ、けい
酸を完全に沈積させる。この攪拌時間は３０分以上必要
で通常２〜３時間である。 次にこのようにして得られたスラリーを濾過し、ｕＴ溶
性塩がなくなる迄洗滌し乾燥する。 本発明によって得られた表面処理カーボンブラックはエ
ポキシ樹脂系粉体塗料、エポキシ樹ｌ−ポリエステル樹
脂系粉体塗石、ポリエステル樹脂系粉体塗料、アクリル
樹脂系粉体塗料などすべての樹脂系の粉体塗料に使用す
ることができる。 本発明の表面処理を施したカーボンブラックが使用され
る分体塗料−中には、必要に応じて二酸化チタン、酸化
鉄、黄鉛などの無！１顔料、フタロシアニンブルー、フ
タロシアニングリーン、キナクリドン系赤色顔料、イソ
インドリノン系黄色顔料などの有礪顔料、ＩｉＡ酸バリ
ウム、炭酸マグネシウム、タルク、マイカなどの体質顔
料、更に染料。 レベリング剤、ワキ防止剤、紫外５線吸収剤などの添加
剤を加えることができる。 本発明の表面処理を施したカーボンブラックを用いて粉
体塗料を製造するには一般には顔料、樹脂、硬化剤、添
加剤等を所定置針Φし、市販のミキサーで均一に混合し
た後、押：１１混練ｎで溶融混練し冷却後、粉砕機で微
粉砕し適当な粒度分布に分級することによって容易に得
ろことができる。 得られた粉体塗料は鉄板、亜鉛メッキ板、アルミニウム
板、ステンレス板などに市販の粉体静電塗装礪（荷電圧
ニー５０〜−９０にＶ）により均一に塗装された後、熱
風炉、赤外炉、誘導加熱炉などによって１３０〜３００
℃で４０分〜３０秒間焼付けされて塗膜厚２５〜１００
μｍの均一な塗膜が形成される。 Ｋ実　施　例】 次に本発明の実施例、及び該実施例により臂られたカー
ボンブラックを用いた粉体塗料と、何等の表面処理をも
施されていないカーボンブラックを用いた粉体塗料とに
ついて、その性能を比較しながら更に詳細に説明する。 以下の説明中、部は重量品、％は重量％である。 実施例１ カーボンブラック（旭カーボン社製　商品名カーボンブ
ラック旭５０）を５０ｏ部計り取り、メタノールと水の
混合溶液１０００部（メタノール：水＝１：９）で・湿
ａ１キせる。更に４０００部の水を加え、ディシルバー
攪拌によりスラリー化する。 このスラリーに更に５０００部の水を加え９０”Ｃに加
熱し、水酸化ナトリウム溶液の添加によりｐＨｉｏ、０
に調節する。 また、次の二様の溶液を別に調整する。 ：イ）　３号けい酸ナトリウム溶ｆｉ　（５ｉｎ２とし
て３０％　ＳｉＯ／Ｎａ２Ｏ比３．０５　）　　３３３
部を水２０００部に相当する容凸まで水で希釈する。 （ロ）　　　２．５０％硫酸溶液２０００部。 添加が完了するのに６時間を要するような速度で溶液（
イ）と（ロ）とを同時に熱スラリーの中へ加える。その
間、ｐＨは１０，０、温度を９０℃に維持する。 添加完了後、更に２時間撹拌を続は希￥Ｎ酸を加えｐＨ
を６．５〜７，０に調節する。 次にこのスラリーを：ｉ！過し、可溶性塩が無くなるま
で水で洗滌し乾燥する。 シリカ約２０％を有づるシリカ被覆カーボンブラック約
６００部を得た。 実施例２ カーボンブラック（三菱化成工業財０社製　商品名　三
菱カーボンブラックＨ＾すＯＯ）を５００部計り取り、
メタノールと水の混合溶液１０００部（メタノール：　
水＝　１　：　９　）　ｒ湿ｉ１？］ａ　セ、史に−ｉ
　ｏ　ｏ　ｏ部の水を７１１１えスチールポールを充填
したアトライターで均−で粘調なスラリーになるまで充
分に分散させる。 スラリーを網を通してスチールポールと分離し、水１０
．０００部に相当する８但まで希釈する。 スラリーを９０℃に加熱後、水酸化ナトリウム溶液の添
加によりｐｌ＋を８．０に調節する。 次の二独類の溶液を別個に調整する。 （イ）　３号けい酸ナトリウム溶液（５１０２として３
０％　Ｓｈｏ　　／　Ｎａ２Ｏ比３．０５　＞　　１６
７部を水１０００部に相当する容量まで水で希釈する。 （ロ）　　　２．５０％硫酸溶液１０００部。 （イ）の希釈けい酸ナトリウム溶液５０部を３０秒以内
で加える。スラリーの０１１は１０．５に上界する。 このｐＨに保ったまま１０分間攪拌を続けた後、（ロン
の硫酸溶液５０部を３０秒１ス内で加える。 スラリーのｐＨは８，５に低下する。 この添加方法を２０回繰り返し、（イ）、（０）の両液
を添加し終える。更に１時間攪拌を続け、希硫酸を加え
ｐｔｌｅ　Ｇ、５〜７．０に調節する。 スラリーを濾過し、可溶性塩が無くなるまで洗滌し乾燥
するとシリカ約１０％を有するシリカｎ？Ｊカーボンブ
ラック約５５０部を１７だ。 実施例３ カーボンブラック（三菱化成工業（轡社製　商品名　三
菱カーボンブラック＃３０）を５００部計り取り、メタ
ノールと水の混合溶液１０００部（メタノール：水＝１
：９）で湿潤させ、更に４０００部の水を加えディシル
バー攪拌によりスラリー化する。 このスラリーに更に５０００部の水を加え７０℃に加熱
する。 けい酸被覆処理を実施する的にカーボンブラック粒子の
表面をより親水１にしてけい酸が沈積し易くする目的で
シランカップリング剤（ヂッソ（内装　商品コードＮｏ
、４９１７（略記号ＶＴＳ−Ｈ）　）　２０部を８０部
のメタノールで希釈した溶液１００部を１０分で均等に
添加する。添加後２０分攪ｊ丁を続けた後、９０℃に昇
温し水酸化ナトリウム溶液の添加によりｐＨ１０，０に
調節する。 次の二種の溶液を別個に調整する。 （イ）１号けい酸ナトリウム溶液（５ｉ０２として３６
％　５ｉＣ１＋　／　Ｎａ２Ｏ比２．００　）２７８部
を水２０００部に相当する容量まで水で希釈する。 （０）　　　４．０％ｒｉＡＨ溶液２０００部。 添加が完了するのに６時間を要するような速度で溶液（
イ）と（ロ）とを同時に熱スラリーの中へ滴下げる。 その間、ｐｔ＋は１０．０．温度を９０”Ｃに維持する
。 添加完了後、更に２時間攪拌を続（ブ希硫酸を加えｐｌ
＋を６．５〜７．０に調節する。 次にこのスラリーを濾過し、可溶ｌ／Ｉａが無くなるま
で水で洗滌し乾燥する。 シリカ約２０９６を有するシリカ被覆カーボンブラック
約６００部を得た。 応用例 次に前記各実施例にＪ、す１−Ｉた本発明処理済カーボ
ンブラックを用いて第２表に１〜８で示す８種類の組成
物を作り、各組成物をドライブレンダ−（三井化Ｉｎ　
”ＡＪ　製　　商品名　ヘンシェルミキサー）で約１分
間均一に混合した後、８０〜１００″Ｃの温度条件で押
出混練橙（ブス社製　商品名　ブスコニーダーＰＲ−４
６）を使用して溶融混練し、冷却後、ハンマ一式衝撃粉
砕機で微粉砕し、次に　１８０メツシユの金網で濾過し
、それぞれの粉体塗料１〜８を得た。 一方何等の表面処理をも施していない未ｆｆｔ３！ＩＩ
！カーボンブラックを用い、第２表に９〜１４で示す６
種類の組成物を作り各組成物をドライブレンダ−（三井
化工礪■製　商品名　ヘンシェルミキサー）で約１分間
均一に混合した後、８０〜１００℃の温度条件で押出混
練門（ブス社製　商品名　ブスコニーダーＰＲ−４６）
を使用して溶融混練し、冷却後、ハンマ一式画撃粉砕握
で微粉砕し、次に１８０メツシユの金網で濾過し、そ＾
ぞれの粉体ｉ！　’Ｆ１９〜１４を１ηだ。 得られた粉体塗料１〜８及び９〜１４を用いて０．８市
厚の燐酸亜鉛処理を施した鉄板上に静電塗装を行ない第
３表に示した条件で焼付けて、それぞれ第３表に示した
喚厚、１０μｍの硬化塗膜を得た。 静電塗装時の静電塗装作業性（粉末パターン）、硬化塗
膜の外観、諸塗膜ａ能の試験結果を第３表に示す。 以下余白

【Ｒ明の効果】

第３表より明らかなように、本発明の表面処理を施した
カーボンブラックを使用した粉体塗料（１〜８）はブツ
、ｉＴ映性１色分れ等の塗膜外観、耐衝撃性、可撓性、
耐食闇、耐候性、静電塗装作業性等に優れている。 これに対して、表面’ｌ！Ｌ理を施していない未ｔ８理
のカーボンブラックを使用した粉体塗料（９〜１４）は
、ブッ、鮮映性などの塗膜外観、可撓性、耐食性、耐候
性が劣り、特に表面処理を施していないカーボンブラッ
クと無＾顔料を併用した粉体塗料（１３〜１４）は、ブ
ッ、鮮映性９色分れ等の塗膜外観、耐食性、耐候性、静
電塗装作２匹が劣る。 即ち、本発明の表面処理を施したカーボンブラックを使
用した粉体塗料から得られた塗膜は、薄膜でもブツのな
いｙ鉄性のある外観で、耐食性。 耐候性に優れており、また静電塗装時に粉末は均一な吐
出パターンを形成し、得られた塗膜は色分れのない塗膜
に仕上げることができる。 かかる結果から明らかな如く本光明の表面処理を施した
カーボンブラックは分散性が向上することにより、粉体
塗料として塗膜外観（ブッ、鮮映性）、塗膜性能及び静
電塗装時における色調安定性、塗装作業性が著しく改善
されており、粉体塗料に使用する顔料として工業的に有
用なものである。 特許出願人　　大日精化工業株式会社 日本油脂株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カーボンブラックを水中に分散させ、ｐＨを６以上に調
   節し、温度を７０℃以上に保ちながらけい酸ナトリウム
   を用いてカーボンブラック粒子表面上に無定形シリカを
   沈積させることを特徴とする粉体塗料用カーボンブラッ
   クの表面処理方法。